3.4带电粒子在匀强磁场中的运动_洛伦兹力.pptVIP

第三章 第四节;判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： ;F;;;判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： ;一、带电粒子在匀强磁场中的运动;励磁线圈;①不加磁场时观察电子束的径迹;①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动;问题: 推导质量为m,电量为q,速度为v的粒子在匀强磁场B中做匀速圆周运动的圆半径r和周期T的表达式?;1)圆半径r; 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹;v;1)圆半径r;例题.一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上. (1)求粒子进入磁场时的速率 (2)求粒子在磁场中运动的轨道半径; (1)质谱仪：用来分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器． (2)构造：如下图所示，主要由以下几部分组成： ①带电粒子注射器 ②加速电场(U) ③速度选择器(B1、E) ④偏转磁场(B2) ⑤照相底片 ;;圆心一定在与速度方向垂直的直线上;1、找圆心： 2、定半径： 3、定时间：;;;;如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求: (1)电子的质量m (2)电子在磁场中的运动时间t;加速器;问题2：要使一个带正电粒子获得更大的 速度(能量)? ;斯坦福大学的加速器;1932年,美国物理学家劳仑斯发明了回旋加速器，从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步．为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖．;1、结构： ① 两个D形盒及两个大磁极 ② D形盒间的窄缝 ③ 高频交流电;三、回旋加速器;2、原理;问题1：粒子被加速后，运动速率和运动半径都会增加，它的运动周期会增加吗?;问题2：在回旋加速器中，如果两个D型盒不是分别接在高频交流电源的两极上，而是接在直流的两极上，那么带电粒子能否被加速？请??图中画出粒子的运动轨迹。 ; 问题3：要使粒子每次经过电场都被加速，应在电极上加一个 电压。; 问题4：回旋加速器加速的带电粒子的最终能量由哪些因素决定?;问题5：已知D形盒的直径为D，匀强磁场的磁感应强度为B，交变电压的电压为U， 求：从出口射出时，粒子的速度v=?;问题6：已知D形盒的直径为D，匀强磁场的磁感应强度为B，交变电压的电压为U， 求:(1)从出口射出时，粒子的动能Ek=? (2)要增大粒子的最大动能可采取哪些措施?;问题7： D越大，EK越大，是不是只要D不断增大， EK 就可以无限制增大呢?;为了获得更高能量的带电粒子，人们又继续寻找新的途径．例如，设法使交变电源的变化周期始终与粒子的回旋周期保持一致，于是就出现了同步回旋加速器．除此之外，人们还设计制造出多种其它的新型加速器．目前世界上最大的加速器已能使质子达到10000亿eV(106MeV)以上的能量．;美国费米实验室加速器;例1：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是( ) A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C、只有电场能对带电粒子起加速作用 D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动;;2、交变电场的周期和???子的运动周期T相同----保证粒子每次经过交变电场时都被加速